VIBM: Đo chỉ số hoạt độ phóng xạ tự nhiên của Vật liệu xây dựng

Ngày 26/11/2020 03:04
Phóng xạ là một loại năng lượng, là thứ sống chung với con người, nghĩa là luôn hiện diện đâu đó nhưng chỉ với hàm lượng tương đối nhỏ. Chất phóng xạ mà thiết bị phát hiện phóng xạ được là do nó sản sinh ra năng lượng khi phân rã nguyên tử - nghĩa là nguyên tử liên tiếp phân rã thành những hạt cực nhỏ.

Chưa có ảnh

Một trong số các hoạt động phóng xạ này đẩy các electron từ những nguyên tử khác ra và tạo ra những phân tử dẫn điện - quá trình này gọi là “phóng xạ ion hóa”. Ba loại hạt của phóng xạ ion hóa, từ lớn nhất đến nhỏ nhất, gồm có:

- Hạt alpha - gồm hai proton và hai neutron liên kết với nhau.

- Hạt beta - là hạt electron hoặc positron, tức là hạt electron có điện cực dương.

- Tia gamma - những hạt photon siêu nhỏ, có bước sóng khác nhau sẽ tạo ra những ánh sáng nhìn thấy được.

Vật liệu xây dựng (VLXD) đều có tính phóng xạ tự nhiên vì những nguyên liệu tự nhiên như đất, đá sản xuất VLXD đều chứa các hạt nhân phóng xạ tự nhiên trong chuỗi Uranium (238U), Thorium (232Th) và đồng vị phóng xạ của Kali (40K). Các hạt nhân phóng xạ này phát ra tia gamma, là nguồn phơi nhiễm bức xạ bên ngoài. Mức độ phóng xạ tự nhiên còn phụ thuộc vào sự tích hợp các vật liệu trong quá trình sản xuất, vì thế nồng độ các nguyên tố phóng xạ có thể gia tăng bởi quá trình sản xuất. Ví dụ: Tro xỉ nhiệt điện, do quá trình đốt cháy mà nồng độ các chất phóng xạ Kali, Thori và Radi cao gấp 10 lần so với khi chúng hiện diện tự nhiên trong than đá.

Cho đến những năm 90 thế kỷ 20, Uỷ ban Quốc tế về bảo vệ phóng xạ ICRP đã có các quy định về nguồn bức xạ nhân tạo. Bên cạnh đó sự gia tăng của các chất phóng xạ tự nhiên cũng là vấn đề cần được xem xét. Ví dụ: Như phóng xạ sinh ra từ các chuyến bay, khai thác mỏ hay sinh sống trong các toà nhà. Vấn đề liều lượng bức xạ trong các toà nhà được quan tâm đặc biệt, vì rõ ràng việc sử dụng một số vật liệu có thể là nguyên nhân làm tăng đáng kể lượng bức xạ cho một số đông người, do các nguyên nhân như sử dụng phế thải công nghiệp làm phụ gia cho sản xuất VLXD để giảm giá thành, tiết kiệm tài nguyên hay sử dụng các vật liệu tái chế.

Nhiều nước trên thế giới hiện nay đã ban hành tiêu chuẩn quy định giới hạn phóng xạ tự nhiên cho phép trong VLXD, nhằm đảm bảo an toàn cho sức khỏe con người và môi trường trong quá trình sử dụng. Mức hoạt độ phóng xạ của VLXD được xác định thông qua nồng độ hoạt độ phóng xạ của các nguyên tố Ra-226, Th-232, K-40. Để so sánh mức độ phóng xạ của các vật liệu khác nhau, cần sử dụng một chỉ số chung phản ánh được các hoạt tính phóng xạ  tổng hợp của chúng.

Phương pháp chung được áp dụng là tính tổng của cả 3 loại hoạt tính, mỗi hoạt tính được biểu thị bằng hệ số tương ứng với hằng số biểu thị tỷ lệ khả năng bị phát tán. Căn cứ để xác định mức phóng xạ của hạt nhân phóng xạ tự nhiên của VLXD là mức phóng xạ của các hạt nhân phóng xạ tự nhiên (Ra-226; Th232 và K-40) của VLXD được thiết lập trên cơ sở liệu hiệu dụng đối với dân chúng do VLXD gây ra không vượt quá 1mSv/năm, thông qua chỉ số hoạt độ phóng xạ an toàn (I), không tính khí radon, không tính tới sự đóng góp của phông phóng xạ môi trường. Mức hoạt độ phóng xạ an toàn của VLXD sử dụng quy định tại Việt Nam theo TCXDVN 397:2007 được đánh giá thông qua chỉ số hoạt độ phóng xạ an toàn theo quy định sau:


Hình 1: Mức hoạt độ phóng xạ an toàn của VLXD

Hoạt độ phóng xạ riêng của VLXD được xác định bằng phương pháp phổ kế gamma đo bức xạ gamma tự nhiên theo các mức năng lượng khác nhau đại diện cho các hạt nhân phóng xạ U(Ra); Th và K có trong vật liệu và so chúng với mẫu chuẩn của máy đo, từ đó xác định hoạt độ phóng xạ riêng của chúng.


Hình 2: Máy đo hoạt độ phóng xạ tự nhiên tại Viện Vật liệu xây dựng (VIBM)

Trung tâm Thiết bị Môi trường & An toàn Lao động - VIBM là đơn vị được Bộ xây dựng giao thực hiện quản lý lĩnh vực môi trường và an toàn trong ngành sản xuất VLXD. Hiện nay trung tâm đang thực hiện phân tích, đánh giá chỉ tiêu hoạt độ phóng xạ tự nhiên của VLXD và kiểm soát tính chất này trong các loại phế thải công nghiệp như tro xỉ nhiệt điện, tro xỉ gang thép,… ứng dụng làm VLXD.


Chi tiết liên hệ:

Trung tâm Thiết bị, Môi trường & An toàn lao động – VIBM
Địa chỉ: Số 235 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội
Điện thoại: 024 3.558.5928; 0915.502.834; 0912.181.479; Fax: 024 3.858.1112;
Email: thietbimoitruong.vibm@gmail.com
Website: http://vibm.vn

Cao Chiến